零件熱處理過程中經常產生變形、歪扭或畸變，稱為熱處理變形。除了熱處理引起的體積變化外，變形方式主要是歪扭，按照歪扭的成因，可分為：熱歪扭和相變歪扭。

1．熱歪扭

零件在加熱和冷卻過程中，由于內部溫度分布不均勻而產生熱應力。當此熱應力超過材料在相應溫度下的彈性極限時，則產生熱歪扭。隨著溫度變化依次發生的塑性歪扭，于熱處理后殘留下來并形成永久變形。同時，殘余應力還造成彈性歪扭，這兩者均稱為熱歪扭。

對彈性極限低和導熱性差的材料來說，加熱速度、冷卻速度越大，溫度分布不均勻程度越大，因而熱歪扭越嚴重。

2．相變歪扭

熱處理時如果發生伴有質量體積變化的相變，則必然產生體積變化的變形。

除了熱歪扭和相變歪扭外，還有自重變形和消除預先加工殘余應力而發生的變形。

自重變形是指鋼材在爐中的放置、堆積、出爐方法不當時，因自重而產生的往往是非常大的變形，也是值得注意的。

進行軋制、鍛造等塑性變形加工或矯正彎曲，或重切削，這些操作加工殘余應力大，分布較深，在加熱時由于這些應力被消除，因而可能出現變形。